Доклад на тему: "Планирование материальных потребностей производства (mrp i)"

Упорядочением движения материальных ресурсов непосредственно между стадиями производственного процесса, его рациональной организацией занимается производственная логистика. Цель производственной логистики заключается в обеспечении своевременного, ритмичного и экономичного движения материальных ресурсов между стадиями и рабочими местами основного производства в соответствии с планами производства и реализации готовой продукции или заказами потребителей. Другими словами, основная задача производственной логистики регулирование производственного процесса в пространстве и во времени. Обеспечением планирования материальных потребностей производства занимается система MRP.MRP-I - планирования потребности материальных ресурсахОдной из наиболее популярных в мире логистических концепций, на основе которой разработано и функционирует большое число микрологистических систем, является концепция ≪планирования потребностей/ресурсов≫ {requirements/resource planning, RP). Концепцию RP часто противопоставляют логистической концепции ≪точно в срок≫, имея в виду, что на ней (в отличие от ЛТ-подхода) базируются логистические системы ≪толкающего≫ типа.Базовыми микрологистическими системами, основанными на концепции ≪планирования потребностей/ресурсов≫, в производстве и снабжении являются системы ≪планирования потребности в материалах/производственного планирования потребности в ресурсах≫ (materials/manufacturing requirements/resource planning, MRP I/MRP II), а в дистрибьюции (распределении) — системы ≪планирования распределения продукции/ресурсов≫ {distribution requirements/resource planning, DRP I/DRP II).Сущность стратегии планирования потребности материалов ("Material requirements planning "— "MRP-I") состоит в организации тесного взаимодействия между производственными процессами и процессами снабжения и закупок материальных ресурсов на предприятии. Планирование потребности в материалах представляется в виде последовательной цепочки логически взаимосвязанных процедур и правил принятия решений, а также потока требований, которые переводят или отображают производственное расписание в последовательность требований, которые синхронизированы во времени, а также запланированного обеспечения этих требований для каждой единицы запасов материальных компонентов, необходимых для реализации производственного расписания при изготовлении готовой продукции. Таким образом, логистическая стратегия MRP-I перепланирует (преобразовывает) последовательность потока требований в результате изменений либо в производственном расписании, либо в структуре запасов, либо изменений в виде готовой продукции.Практические приложения, типичные для систем MRP, имеются в организации производственно-технологических процессов вместе с закупками материальных ресурсов. Согласно определению американского исследователя, Дж. Орлиски, одного из главных разработчиков системы MRP I, система ≪планирования потребности в материалах (система MRP) в узком смысле состоит из ряда логически связанных процедур, решающих правил и требований, переводящих производственное расписание в ≪цепочку требований≫, которые синхронизированы во времени, а также запланированного покрытия этих требований для каждой единицы запаса компонентов, необходимых для выполнения расписания. Система MRP перепланирует последовательность требований и покрытий в результате изменений либо в производственном расписании, либо в структуре запасов, либо в характеристиках продукта≫.Системы MRP оперируют материалами, компонентами, полуфабрикатами и их частями, спрос на которые зависит от спроса на специфическую готовую продукцию. Хотя сама логистическая концепция, заложенная в основу системы MRP-I, сформирована достаточно давно (с середины 1950-х годов), но только с появлением быстродействующих компьютеров ее удалось реализовать на практике. В то же время революция в микропроцессорных и информационных технологиях стимулировала бурный рост различных приложений систем MRP в бизнесе.Основными целями систем MRP являются:• удовлетворение потребности в материалах, компонентах и продукции для планирования производства, и доставки потребителям;• поддержание низкого уровня запасов материальных ресурсов, незавершенного производства, готовой продукции;• планирование производственных операций, графиков доставки, закупочных операций.В процессе реализации этих целей система MRP обеспечивает поток плановых количеств материальных ресурсов и запасов продукции на горизонте планирования. Система MRP сначала определяет, сколько и в какие сроки необходимо произвести конечной продукции. Затем система определяет время и необходимые количества материальных ресурсов для выполнения производственного расписания. На рис. 1 представлена блок-схема системы MRP-I.Входом системы MRP-I являются заказы потребителей, подкрепленные прогнозами спроса на готовую продукцию фирмы, которые заложены в производственное расписание (графики выпуска готовой продукции). Таким образом, как и для микрологистических систем, основанных на принципах концепции ≪точно в срок≫, в MRP-I ключевым фактором является потребительский спрос.Рис.1. Блок-схема системы MRP - IБаза данных о материальных ресурсах содержит всю требуемую информацию о номенклатуре и основных параметрах (характеристиках) сырья, материалов, компонентов, полуфабрикатов и т. п., необходимых для производства (сборки) готовой продукции или ее частей. Кроме того, в ней содержатся нормы расхода материальных ресурсов на единицу выпускаемой продукции, а также файлы моментов времени поставки соответствующих материальных ресурсов в производственные подразделения фирмы.В базе данных также идентифицированы связи между отдельными входами производственных подразделений по потребляемым материальным ресурсам и по отношению к конечной продукции.База данных о запасах информирует систему и управленческий персонал о наличии и величине производственных, страховых и других требуемых запасов материальных ресурсов в складском хозяйстве фирмы, а также о близости их к критическому уровню и необходимости их пополнения. Кроме того, в этой базе содержатся сведения о поставщиках и параметрах поставки материальных ресурсов.Программный комплекс MRP-I основан на систематизированных производственных расписаниях (графиках выпуска конечной продукции) в зависимости от потребительского спроса и комплексной информации, получаемой из баз данных о материальных ресурсах и их запасах. Алгоритмы, заложенные в программные модули системы, первоначально переводят спрос на готовую продукцию в требуемый общий объем исходных материальных ресурсов. Затем программы вычисляют цепь требований на исходные материальные ресурсы, полуфабрикаты, объем незавершенного производства, основанных на информации о соответствующем уровне запасов, и размещают заказы на объемы входных материальных ресурсов для участков производства (сборки) готовой продукции. Заказы зависят от специфицированных по номенклатуре, объемам требований в материальных ресурсах и времени их доставки на соответствующие рабочие места и склады.После завершения всех необходимых вычислений в информационно-компьютерном центре фирмы формируется выходной комплекс машинограмм системы MRP-I, который в документном виде передается производственным и логистическим менеджерам для принятия решений по организации обеспечения производственных участков и складского хозяйства фирмы необходимыми материальными ресурсами. Типичный набор выходных документов системы MRP-I содержит:• специфицированные по номенклатуре, объему и времени требования на материальные ресурсы, заказываемые у поставщиков;• изменения, которые необходимо внести в производственное расписание;• схемы доставки материальных ресурсов, объем поставок и т. п.;• аннулированные требования на готовую продукцию, материальные ресурсы;• состояние системы MRP.Система MRP-I была разработана в США в середине 1950-х годов, однако широкое распространение как в США, так и в Европе получила лишь в 1970-е годы, что было связано (как уже отмечалось) с развитием вычислительной техники. Микрологистические системы, подобные MRP-I, были разработаны примерно в тот же период времени и в СССР и первоначально широко применялись в военно-промышленном комплексе. Обычная практика использования систем MRP-I в бизнесе связана с планированием и контролем процедур заказа и снабжения (закупок) материальных ресурсов, как правило, широкой номенклатуры для промышленных предприятий-изготовителей машиностроительной продукции. Проблемы, возникающие в процессе внедрения системы MRP-I, относятся к разработке информационного, программно-математического обеспечения расчетов и выбору комплекса вычислительной и оргтехники, т. е. к тем проблемам, которые являются типичными для АСУ производством и технологическими процессами. Целью внедрения MRP-I является повышение эффективности и качества планирования потребности в ресурсах, снижение уровня запасов материальных ресурсов и готовой продукции, совершенствование процедур контроля за уровнем запасов и уменьшение затрат, связанных с этими логистическими функциями.В конце 1980-х годов систему MRP-I использовали или предполагали использовать большинство фирм США с годовым объемом продаж готовой продукции свыше 15 млн. долл., в Великобритании — каждое третье производственное предприятие.Однако микрологистические системы, основанные на MRP-подходе, имеют ряд недостатков и ограничений, к основным из которых относятся:• значительный объем вычислений, подготовки и предварительной обработки большого объема исходной информации, что увеличивает длительность производственного периода и логистического цикла;• возрастание логистических издержек на обработку заказов и транспортировку при стремлении фирмы уменьшить уровень запасов или перейти на выпуск готовой продукции в малых объемах с высокой периодичностью;• нечувствительность к кратковременным изменениям спроса, так как они основаны на контроле и пополнении уровня запасов в фиксированных точках прохождения заказа;• значительное число отказов в системе из-за ее большой размерности и перегруженности.Эти недостатки накладываются на общий недостаток, присущий всем микрологистическим системам ≪толкающего≫ типа (push systems), к которым относятся и системы MRP-I, а именно: недостаточно строгое отслеживание спроса с обязательным наличием страховых запасов.Базируясь на установленном производственном расписании, системы MRP-I реализуют повременно-фазовый подход к установлению величины и регулированию уровня запасов. Так как это, в свою очередь, генерирует объем требуемых материальных ресурсов для производства или сборки заданного объема готовой продукции, то MRP I является типичной системой ≪толкающего≫ типа, укрупненная схема которой приведена на рис. 2.Рис.2. MRP-I как система толкающего типаОбозначения: МР – материальные ресурсы;НП – незавершенное производство;ГП – готовая продукцияДля микрологистической системы ≪толкающего≫ типа характерны производство деталей, компонентов, полуфабрикатов и сборка из них готовой продукции в соответствии с жестко заданным производственным расписанием. В результате материальные ресурсы, объем незавершенного производства как бы ≪выталкиваются≫ из одного звена внутрипроизводственной логистической системы в другое, а затем готовая продукция поступает в распределительную сеть. В такой системе предотвратить сбои в производственном процессе, а также учесть изменение спроса можно только путем создания избыточных производственных и (или) страховых запасов между звеньями логистической системы, которые называются обычно буферными запасами. Наличие таких запасов замедляет оборачиваемость оборотных средств фирмы, увеличивает себестоимость готовой продукции, но обеспечивает большую устойчивость логистической системы при резких колебаниях спроса и ненадежности поставщиков материальных ресурсов по сравнению с логистическими системами, основанными на концепции ≪точно в срок≫.Системы MRP-I преимущественно используются, когда спрос на исходные материальные ресурсы сильно зависит от спроса потребителей на конечную продукцию. Система MRP-I может работать с широкой номенклатурой материальных ресурсов (многоассортиментными исходными материальными потоками). Хотя сторонники концепции ≪точно в срок≫ утверждают, и не без основания, что ≪тянущие≫ микрологистические системы, основанные на принципах этой концепции, быстрее и эффективнее реагируют на изменения потребительского спроса, бывают случаи, когда системы MRP-I являются более эффективными. Это, в частности, справедливо для фирм, имеющих достаточно длительные производственные циклы, и в условиях неопределенного спроса.В то же время применение систем MRP-I позволяет фирмам достигать тех же целей, что и при использовании ЛТ-технологии, в частности добиваться сокращения длительности полного логистического цикла и устранения излишних запасов, если время принятия решений по управлению производственными операциями и закупкам материальных ресурсов сопоставимо с периодичностью изменения спроса.Обобщая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что обычная практика использования MRP-I в бизнесе связана с планированием и контролем процедур заказа и снабжения (закупок) МР, как правило, большой номенклатуры, для промышленных предприятий по изготовлению машиностроительной продукции.Недостатки и ограничения MRP-I:применение MRP-I систем требует значительного объема вычислений, подготовки и предварительной обработки большого объема исходной информации, что увеличивает ведущее время производственного и логистического циклов;возрастание логистических издержек на обработку заказов и транспортировку при стремлении фирмы уменьшить уровни запасов или перейти на выпуск ГП в малых объемах с высокой периодичностью;нечувствительность к кратковременным изменениям спроса, так как они основаны на контроле и пополнении уровней запасов в фиксированных точках заказа;большое количество отказов в системе из-за слишком комплексного ее характера и большой размерности.Эти недостатки накладываются на общий недостаток, присущий всем микрологистическим системам “толкающего” типа, к которым относятся и MRP-I системы, а именно: недостаточно точное отслеживание спроса с обязательным наличием страховых запасов. Базируясь на установленном производственном расписании, MRP-I системы реализуют повременно-фазовый подход к установлению величины и регулированию уровня запасов.Отмеченные выше недостатки и некоторые ограничения применения MRP-I стимулировали разработки второго поколения этих систем – MRP II.Методика MRP-1В 60-е годы усилиями американцев Джозефа Орлики и Оливера Вейта был создан метод расчета необходимых для производства материалов, получивший название MRP (Material Requirements Planning – планирование необходимых материалов). Благодаря целенаправленной работе Американской ассоциации по управлению запасами и производством (APICS) метод MRP приобрел широкое распространение во всем западном мире, а в некоторых странах (включая Россию) даже трактуется как стандарт, хотя таковым не является. Цели MRP-1системы: - удовлетворение потребности в материалах, компонентах и комплектующих для планирования производства и доставки потребителю; - поддержание низких уровней запасов материальных ресурсов, готовой продукции; - планирование производственных операций, расписаний доставки, закупочных операций. В процессе реализации этих целей система обеспечивает поток плановых количеств материальных ресурсов и запасов продукции за время, используемое для планирования. Система MRP начинает свою работу с определения, сколько и в какие сроки необходимо произвести конечной продукции. Затем система определяет время и необходимые количества материальных ресурсов для удовлетворения потребностей производственного расписания. Ядром MRP системы является программный комплекс, который и проводит все расчеты и анализ по определенным алгоритмам на основании базы данных о МР и их запасах, и на основании производственного расписания. На выходе программный комплекс дает набор документов, в том числе схемы доставки материальных ресурсов по подразделениям, объемы и сроки поставок. Затем собственно все планы реализуются. Таким образом, MRP система как бы запланировано проталкивает материальные ресурсы по подразделениям. При сбоях или изменениях производственной программы приходится перепланировать все заново.Метод MRP предусматривает ряд стандартных шагов: На первом этапе делается расчет нетто-потребностей в материалах на основании данных о составе изделия (спецификации). Число необходимых материалов, узлов и компонентов оценивается с учетом имеющегося в наличии или в незавершенном производстве. Второй шаг – расчет во времени нетто потребностей в материалах на основании данных о составе изделия. На этом этапе необходимые количества рассчитываются с учетом всех приходов и расходов материалов. Если при этом система выявляет снижение уровня материала ниже определенного уровня, то определяется количество, которое нужно закупить или произвести для удовлетворения потребности. Также возможен расчет нетто-потребностей с учетом правила партии (с учетом минимальной партии заказа, кратности партии, периодичности заказа).Третий шаг – определение сроков закупки и изготовления. На этом этапе для отделов планирования и снабжения система определяет сроки начала действий по реализации рассчитанных нетто-потребностей. Алгоритм MRP берет за начало дату реализации конечной потребности и «раскручивает» назад во времени процесс изготовления изделия или закупки материалов, определяя даты начала производственных операций с компонентами (деталями) нижнего уровня, вплоть до определения дат формирования заказов поставщикам. Достоинства данного метода - в возможности учитывать будущие потребности предприятия, формировать заказы на пополнение запасов в нужные сроки и в нужных объемах. Недостаток MRP - невозможность учесть ограниченность ресурсов предприятия.Календарный метод планирования материальных потребностей (стандарт системы MRP I)Типовой календарный метод планирования МRР состоит из ряда логических связанных процедур, правил и требований, переводящих производственное расписание (план выпуска продукции) в последовательность требований, синхронизированных по времени, и запланированных покрытий этих требований для каждой единицы материального ресурса, необходимого для изготовления изделия.Задачами системы календарного планирования являются: определение длительности совокупного производственного цикла изготовления изделия, календарного времени опережения запуска в производство деталей или их закупки по отношению к срокам сборки сборочных единиц, определение зависимого спроса на детали и сборочные узлы, управление запасами незавершенного производства, планирование производственных операций, корректировка по мере необходимости производственного расписания. Система MRP решает три взаимосвязанные проблемы: что производить, в каком количестве и когда производить.Данная система строится на основе заданного производственного расписания (сформированного по заказам потребителей и на прогнозе спроса), которое определяет сроки и объемы производства конечного изделия (табл. 1).Таблица 1. Производственное расписание на изготовление изделия ИИзделиеНедели планового периода12345678ИXYЗатем система последовательно определяет время и потребное количество материальных ресурсов для удовлетворения потребностей производственного расписания.Для расчета необходимы данные:• о материальных ресурсах и спецификациях на изделие (состав изделия), содержащие всю требуемую информацию о номенклатуре и основных параметрах сырья, материалов, компонентов, полуфабрикатов и т.п., которые необходимы для изготовления (сборки) изделия;• по нормативным срокам изготовления каждого элемента или компонента изделия, или длительность их производственного цикла;• по нормам расхода материальных ресурсов на единицу изготавливаемой детали, сборочного компонента и готового изделия;• по наличным запасам материальных ресурсов.Процесс создания конечного изделия (И) включает изготовление или закупку всех деталей (Д), сборку всех сборочных (Сб) единиц (узлов, агрегатов, механизмов), сборку, отладку и контроль готового изделия. При этом уславливаются, что различные детали изготавливаются одновременно, а длительность совокупного производственного цикла определяют по ведущей детали. Тогда производственный цикл изделия рассчитывают по формулегде Тцд – производственный цикл изготовления ведущей детали, т.е. у которой он имеет максимальную продолжительность; Тцс– производственный цикл сборочных и испытательных работ.Нормативный срок изготовления каждого компонента изделия и длительность производственного цикла окончательной сборки изделия определяются как t,.Структура производственного цикла изделия И определяется составом операций, необходимых для изготовления промежуточных компонентов, и связями между этими компонентами и соответствующими операциями. Таким образом, состав операций зависит от номенклатуры деталей, сборочных единиц, их количества и технологических процессов изготовления и сборки. Взаимосвязь операций и процессов предопределяется схемой изготовления изделия и производственными условиями. Схема изготовления изделия (состав изделия) представляется в виде уровневого построения изделия (рис. 3).Таким образом, одно изделие и состоит из сборочных единиц Сб-1, Сб-2, Сб-3 в количестве 2, 1, 1 шт. соответственно.Рис. 3 Уровневое построение изделияВ свою очередь, одна сборочная единица Сб-1 включает 3 шт. детали Д-1 и 1 шт. сборочной единицы Сб-4 и т.д. Количество каждого компонента для производства единицы детали верхнего уровня соответствует значениям, проставленным в скобках при компонентах.Расчет количества составных элементов для сборки нескольких единиц изделия И сводится в табл. 2.Таблица 2. Количество составных элементов для сборки изделия ИЭлементКоличествоИX (для 4-й недели)7 (для 8-й недели)Сб-12Х2YСб-21X1YСб-31X1YД-1(3 • 2)Х(3-2)YСб-4(1*2)Х(1-2)YД-2(2 • 1 • 2)Х(2•1-2)YВ соответствии с данными по наличному запасу ресурсов zнi на каждый элемент i (изделие, сборочная единица деталь), необходимо в расчетах скорректировать истинную (чистую) производственную или закупочную потребность qчi, исходя из общей (полной) потребности qni, тогда qчi = qni-zнi.Заранее определенные нормативы времени изготовления деталей, сборочных единиц и сборки готового изделия, или времени поставки компонент от поставщика t,i, влияют на общую продолжительность цикла изготовления изделия и определяют расчетное опережение срока запуска в производство очередного компонента или момента заказа у поставщика необходимых материальных ресурсов.Совокупные расчеты по календарному планированию сводятся в табл. 3.На основе табличных расчетов можно построить цикловой график изготовления изделия (рис. 4).Таблица 3. Табличное отображение календарно-плановых расчетовВремя изготовления или поставки (*,)Наличный запас на момент расчета(¾)ЭлементНаименование расчетных данныхНедели12345678tizнiИПолная потребностьXYНаличный запасЧистая потребностьОпережение начала изготовления или заказа у поставщикаtCб-lzнСб-1Сб-1Полная потребностьНаличный запасЧистая потребностьОпережение начала изготовления или заказа у поставщика...Рис. 4. Графическое отображение календарно-плановых расчетовДанный цикловой график построен для условий, когда изготовление изделия не лимитируется составом оборудования производственных цехов и участков, что характерно для метода MRP и является одним из его основных недостатков. То есть предполагается максимальное запараллеливание работ, в связи с чем длительность цикла будет минимальной.Рис. 5. Цикловой график изготовления изделия при условии ограничений ресурсовВместе с тем, условия производства или ограничения по ресурсам могут потребовать выполнения некоторых работ последовательно: например, сборочные единицы Сб-1 и Сб-2 собираются и отлаживаются на одном и том же стенде, прежде чем поступают на общую сборку; это приведет к смещению работ в календарном плане и к изменению циклового графика с увеличением его продолжительности (рис. 5).Решение данной проблемы потребовало применения объемно-календарного метода, наиболее часто используемого в системах класса MRP II и ERP.Список используемых источников:1. Гэлловэй Л. Операционный менеджмент. Принципы и практика. СПб.: ПИТЕР, 2016.2. Соколова, О. Ф. Система планирования материальных потребностей производства: методические указания к практическим (семинарским) занятиям / О. Ф. Соколова. – Ульяновск : УлГТУ, 2013. – 39 с.